使用GP21芯片的超声波流量计开发

项目背景：

开发一套成本低，功耗低的超声波流量计，输出的形式是串口输出。

常用的流量计有压差流量计，电磁流量计，超声波流量计等。超声波流量计作为一种非接触式新型流量计，具有无压损、量程比宽、可测极小流量、适用各种特殊流体等特点，被广泛应用于环保、工业生产、能源运输以及日常生活等方面。

原理：超声波通常指频率高于20KHz 的机械波,声波的速度在不同流速下不同，顺向V+C，逆向V-C。C空气=340m/s;C水=1530m/s.

项目内容：

1.电路设计

直接采用超声波热量表的方案，使用GP21芯片（时间数字转换芯片）作为时间测量芯片。数字时TDC应用内部的逻辑门延迟来以高精度测量时间间隔. 测量单元是通过一个start信号触发,stop信号截止的.由环形振荡器的位置和粗值计数器的计数值可以计算出 START 信号和 STOP 信号之间时间间隔，测量范围可达20位。

温度测量是基于电阻对电容的放电时间的。因此电容将会分别对于参考电阻和温度传感器电阻进行放电。通常TDC－GP21会需要一个高速时钟单元进行校准，推荐高速时钟为4Mhz。采用陶瓷振荡器主要有两大优势：低成本和低电流消耗。陶瓷振荡器的震动开启时间很短，因此电流就可以减少几微安。

2.技术要点

低功耗设计：平常单片机处于睡眠模式，定时启动；多余管脚输出为高；提高通讯波特率

系数修正：查表法

提高测量时间精度的方法:信号阈值；时间窗口；对信号连续记录，判定时间差。

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